JPS5831258B2 - Durable coating material for mold casting - Google Patents
Durable coating material for mold castingInfo
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- JPS5831258B2 JPS5831258B2 JP54056280A JP5628079A JPS5831258B2 JP S5831258 B2 JPS5831258 B2 JP S5831258B2 JP 54056280 A JP54056280 A JP 54056280A JP 5628079 A JP5628079 A JP 5628079A JP S5831258 B2 JPS5831258 B2 JP S5831258B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金型鋳造法に関するものであり、詳しくは複合
リン酸アル□ニウムを粘結剤として使用し、これに金属
の酸化物、リン酸化物、ケイ酸化合物を混入して断熱効
果を持たせると共に金属の窒化物、二硫化物を混入して
表面張力を増大せしめることができる耐久性塗型材に係
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a mold casting method, and more specifically, it uses composite aluminum phosphate as a binder, and metal oxides, phosphoric oxides, and silicate compounds are added to this. This relates to a durable coating material that can be mixed with metal nitrides and disulfides to provide a heat insulating effect and increase surface tension by mixing them with metal nitrides and disulfides.
周知の如く、金型鋳造法における塗型材の役割は、金型
に塗型材を吹き付け、金型とアルミニウムの溶湯との溶
着を防ぐものである。As is well known, the role of the mold coating material in the mold casting method is to spray the mold coating material onto the mold to prevent welding between the mold and the molten aluminum.
しかも、ダイカストの離型剤と異なり、1回の塗布で、
数百回鋳込むことに耐えることが要求される。Moreover, unlike mold release agents for die casting, with one application,
It is required to withstand several hundred castings.
従来、この種の塗型材としては、水ガラス及びベントナ
イト等の粘結剤に、ケイ石粉、炭酸カルシウム、酸化鉄
、雲母、滑石、黒鉛、クレー等を入れ混練したもの、あ
るいは、リン酸アルミニウムの粘結剤に、高温潤滑材と
して黒鉛、滑石、二硫化モリブデン、雲母等を使用し、
耐火性粉末として断熱性のあるアルミナ、ケイ酸粉、ケ
イ酸ジルコニウム、酸化チタン等を加えて泥状にしたも
のを塗布するものであった。Conventionally, this type of coating material has been made by mixing silica powder, calcium carbonate, iron oxide, mica, talc, graphite, clay, etc. with a binder such as water glass and bentonite, or by mixing aluminum phosphate. Graphite, talc, molybdenum disulfide, mica, etc. are used as binders and high-temperature lubricants.
A refractory powder containing alumina, silicic acid powder, zirconium silicate, titanium oxide, etc., which have heat insulating properties, was added to form a slurry and then applied.
前者の水ガラスをベースにしたものは、金型との密着が
悪い為、鋳込み回数が少なく作業性が悪かった。The former, which was based on water glass, had poor adhesion to the mold, requiring fewer castings and poor workability.
水ガラスは、アルミニウムの鋳込み温度約700°Cに
なる迄にすでにガラス状になるが、ナトリウムイオンが
多量に入っている為、空気中の水分を吸って、塗膜がふ
くれ、塗布をやり直す必要があった。Water glass already becomes glassy by the time the aluminum casting temperature reaches approximately 700°C, but since it contains a large amount of sodium ions, it absorbs moisture from the air, causing the coating to swell and need to be reapplied. was there.
又、後者においては、リン酸アル□ニウムのもつダステ
ィング現象の為、塗膜自体のバインダー力が落ちてし聾
う欠点がある。In addition, the latter has the disadvantage that the binding force of the coating film itself decreases due to the dusting phenomenon of aluminum phosphate.
これらの塗布剤は金型との密着性がいずれも5〜10k
g/iであり、過酷な状態で、すなわち、溶湯により急
激な温度上昇による亀裂、又冷却過程に釦いても発生し
、この為特に、抜は分配の大きい摩擦力を伴う金型表面
では容易に剥れてし1い、これによりアルミニウム溶湯
と金型との間で溶着現象を起し製品の型離れが悪くなる
。The adhesion of these coating agents to the mold is 5 to 10K.
g/i, cracks occur under harsh conditions, i.e., cracks occur due to a rapid temperature rise in the molten metal, or even when the button is turned off during the cooling process. For this reason, cracking is particularly easy on mold surfaces with large distributed frictional forces. This causes a welding phenomenon between the molten aluminum and the mold, making it difficult to release the product from the mold.
この為その都度塗膜の補修をしなくてはならず、鋳込み
回数に限度があり、金型の損傷が激しく寿命が短縮して
し1う。For this reason, the coating film must be repaired each time, and there is a limit to the number of times the mold can be cast, resulting in severe damage to the mold and shortening its life.
本発明の目的は、上記の欠点を解決せんとし、金型との
密着性を向上させ、鋳込み回数を延長させることにより
、作業効率を向上せしめ、鋳物業界の要望に応えること
ができる耐久性塗型材を開発したのである。The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, and to provide a durable coating that improves the adhesion with the mold and extends the number of castings, thereby improving work efficiency and meeting the needs of the foundry industry. He developed the mold material.
従来より、日刊工業新聞社発行ゝ普通鋳型“第219〜
221ページ(発行日、昭和46年10月31日)及び
特許第902362号(特公昭52年第30366号)
より明らかなように塗型材には次のような性質が必要で
あると言われている。Previously, the Nikkan Kogyo Shimbun Publishing Co., Ltd. published “Ordinary Mold” No. 219~
221 pages (issue date: October 31, 1972) and Patent No. 902362 (Special Publication No. 30366 of 1972)
As is clearer, it is said that the coating material must have the following properties.
すなわち(1)塗布性が良いこと。That is, (1) good applicability.
(2)金型と塗膜層とが分離しない為に、金型に対し塗
型材が良く結合していること。(2) The coating material must be well bonded to the mold so that the mold and the coating layer do not separate.
(3)乾燥中に、塗膜層の亀裂又は剥離を生じないこと
。(3) No cracking or peeling of the coating layer occurs during drying.
(4)溶湯の加熱により、塗膜層の亀裂又は剥離を生じ
ないこと。(4) The coating layer should not crack or peel due to heating of the molten metal.
(5)溶湯との濡れが悪いこと。(5) Poor wetting with molten metal.
等である。etc.
塗型材開発の為、系統的な研究を重ねた結果、リン酸ア
ルミニウムを粘結剤として使用する場合、他の金属、例
えば、マグネシウム、亜鉛、鉄、クロム等のイオンを、
一種又は二〜三種溶解反応させ、複合リン酸アルミニウ
ムとする。As a result of systematic research for the development of coating materials, we found that when aluminum phosphate is used as a binder, ions of other metals such as magnesium, zinc, iron, chromium, etc.
One or two or three types are dissolved and reacted to form a composite aluminum phosphate.
リン酸アルミニウムとしては、アルミニウムとリンの原
子比、すなわちkl/Pの比が、1〜1.32/3を使
用し、このリン酸アルミニウムに上記の金属を溶解反応
させる量として、Al+Me/P の比が、1<Al+
Me≦1°5 。As aluminum phosphate, the atomic ratio of aluminum and phosphorus, that is, the ratio of kl/P, is 1 to 1.32/3. The ratio of 1<Al+
Me≦1°5.
範囲にヶ、よういす、。溶解反応の方法としては
(1) リン酸アル□ニウムに、炭酸亜鉛あるいは炭
酸マグネシウムを加えながら攪拌し、溶解、反応させ、
複合リン酸アルミニウムを合成する。In the range, the chair. The dissolution reaction method is as follows: (1) Add zinc carbonate or magnesium carbonate to aluminum phosphate while stirring to dissolve and react;
Synthesize composite aluminum phosphate.
(2) リン酸アルミニウムに、ゲル状の水酸化鉄あ
るいは水酸化クロムを攪拌しながらゆっくり加熱しなが
ら溶解反応させ複合リン酸アルミニウムを合成する。(2) Synthesize composite aluminum phosphate by dissolving and reacting gelled iron hydroxide or chromium hydroxide in aluminum phosphate while stirring and slowly heating.
上記の方法によって合成した複合リン酸アル□ニウムを
粘結剤として使用することにより、金型との密着性を向
上することがわかった。It has been found that the adhesion to the mold can be improved by using composite aluminum phosphate synthesized by the above method as a binder.
リン酸アルミニウムに他の金属イオンを加えることは、
第1に複合リン酸アルミニウムのバインダーカ乾燥過程
に釦いて膜を形成する際、マグネシウム、亜鉛、鉄、ク
ロムが硬化剤の働きをし、硬化後は空気中の水分を吸収
することがないため、吸湿による結晶変化いわゆるダス
ティング現象を起さないため、長期の保存にわたって初
期の付着力を保持する。Adding other metal ions to aluminum phosphate
First, when the composite aluminum phosphate binder is dried to form a film, magnesium, zinc, iron, and chromium act as hardening agents, and after hardening, they do not absorb moisture from the air. Because it does not cause crystal changes due to moisture absorption, the so-called dusting phenomenon, it retains its initial adhesion over long periods of storage.
従って、一旦塗布した塗膜は長期の保存に耐え、連続使
用、インターバル的な使用に耐える。Therefore, once applied, the coating film can withstand long-term storage, continuous use, and intermittent use.
第2にリン酸アルミニウムが硬化する際、トリメタリン
酸アルミニウムのポリマーとなって金型表面に密着する
際、金型の金属表面とFe−0−Pの型で結合し、反応
にあずからないP−OHが混入した粉体と、P−O−M
eのように反応しながら三次元構造を有する為金型と塗
膜の付着力を増大させる。Second, when aluminum phosphate hardens, it becomes a polymer of aluminum trimetaphosphate and adheres closely to the mold surface, bonding with the metal surface of the mold in the form of Fe-0-P, which prevents P from participating in the reaction. -OH mixed powder and P-O-M
Because it has a three-dimensional structure while reacting as shown in e, it increases the adhesion between the mold and the coating film.
これらの理由により、乾燥割れ、熱衝撃による亀裂、剥
離すること無しに密着性の良い塗膜を得ることが出来る
。For these reasons, a coating film with good adhesion can be obtained without dry cracking, cracking due to thermal shock, or peeling.
断熱性、表面粗さを調節する為に、耐熱材であるアルミ
ナ、ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸クロム、カーボラン
ダム、各種クレー等を使用することが出来る。To adjust heat insulation properties and surface roughness, use heat-resistant materials such as alumina, zirconium silicate, zirconium oxide, titanium oxide, zinc phosphate, iron phosphate, chromium phosphate, carborundum, and various clays. I can do it.
複合リン酸アルミニウムの皮膜自体溶融アルミニウムと
の表面張力が太きいが、更に、濡れ性を悪くする為に、
酸化クロム、黒鉛、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、炭
化ケイ素、窒化ケイ素、滑石等を混入することによって
、溶融金属との固−液界面における表面張力を増大させ
ることができた。The composite aluminum phosphate film itself has a high surface tension with molten aluminum, but in addition, to worsen wettability,
By incorporating chromium oxide, graphite, boron nitride, molybdenum disulfide, silicon carbide, silicon nitride, talc, etc., it was possible to increase the surface tension at the solid-liquid interface with the molten metal.
次に本発明の詳細な説明する為に、次の実施例で示す。Next, in order to explain the present invention in detail, the following examples will be shown.
実施例 1
複合リン酸アルミニウム
(Al−Mg−PO4系) 100重量部アルミナ
150 〃黒鉛 5
〃
酸化クロム 10 //水
100//実施例 2
複合リン酸アルミニウム
(Al−Zn−PO4系) 100重量部アルミナ
150 〃黒鉛
5〃
酸化クロム 10 〃水
100 〃実施例 3
複合リン酸アル□ニウム
(Al−Cr−PO4系) 100重量部アル□す
150 〃黒鉛 5
〃
酸化クロム 10 〃水
100//実施例 4
複合リン酸アルミニウム
(Al−Fe−PO4系) 100重量部アルミナ
150 〃黒鉛
5〃
酸化クロム 10 〃水
100重量部実施例 5
複合リン酸アル□ニウム
(Al−Mg−Zn−PO,) 100重量部アル
ミナ 150 〃黒鉛
5〃
酸化クロム 10 〃水
100//上記の各重量部を
ボールミルにて30乃至120分間混合する。Example 1 Composite aluminum phosphate (Al-Mg-PO4 system) 100 parts by weight alumina
150 Graphite 5
〃Chromium oxide 10 //water
100//Example 2 Composite aluminum phosphate (Al-Zn-PO4 system) 100 parts by weight alumina
150 Graphite
5 Chromium oxide 10 Water
100 Example 3 Composite aluminum phosphate (Al-Cr-PO4 system) 100 parts by weight Al
150 Graphite 5
〃Chromium oxide 10 〃Water
100//Example 4 Composite aluminum phosphate (Al-Fe-PO4 system) 100 parts by weight alumina
150 Graphite
5 Chromium oxide 10 Water
100 parts by weight Example 5 Composite aluminum phosphate (Al-Mg-Zn-PO,) 100 parts by weight Alumina 150 Graphite
5 Chromium oxide 10 Water
100//The above parts by weight are mixed in a ball mill for 30 to 120 minutes.
このようにして混合して作った泥状の塗型材を1に対し
水0.2〜0.3を加え、スプレーしやすいように調整
した後、ノズル径1rIlInのスプレーガンにより金
型の表面に塗布し乾燥させる。Add 0.2 to 0.3 parts water to 1 part of the slurry-like coating material mixed in this way, adjust it to make it easy to spray, and then apply it to the surface of the mold using a spray gun with a nozzle diameter of 1rIlIn. Apply and dry.
又この時、金型を120°C〜2000Cに加熱しその
表面に塗布することにより乾燥工程は省略することが出
来る。Further, at this time, the drying step can be omitted by heating the mold to 120° C. to 2000° C. and coating the surface of the mold.
これらの塗膜はいずれも0.1〜0.3mmの膜厚にな
るよう均一に塗布する。All of these coating films are uniformly applied to a film thickness of 0.1 to 0.3 mm.
このようにして作ったサンプルを700℃の雰囲気中の
炉に30分間入れ、次に放冷する。The sample thus prepared was placed in a furnace in an atmosphere of 700° C. for 30 minutes, and then allowed to cool.
これを10回繰り返えした後引張り試験機により、金型
と塗膜との密着性を調べた。After repeating this 10 times, the adhesion between the mold and the coating film was examined using a tensile tester.
この結果、いずれの実施例でもその付着力は30kg/
i以上の値を得、従来の10kg/iに比べ3倍の付着
力を示した。As a result, the adhesion force was 30 kg/
The adhesion force was 3 times higher than the conventional value of 10 kg/i.
本発明品を実際の金型に塗布し、アルミニウムを鋳込み
、その連続鋳込み回数を調べた結果、1000回以上可
能となった。The product of the present invention was applied to an actual mold, aluminum was cast, and the number of consecutive castings was investigated, and it was found that over 1000 times could be cast.
又そのアルミニウム鋳物の表面を初期のものと1000
回目のものと比較したが、いずれも一様な面を持った良
質な製品であった。Also, the surface of the aluminum casting was compared to the initial one.
I compared it with the previous one, and all of them were good quality products with uniform features.
複合リン酸アルミニウムを粘結剤として使用することを
特徴とした本発明品は一液型であり長期にわたって安定
である。The product of the present invention, which is characterized by using composite aluminum phosphate as a binder, is a one-component type and is stable over a long period of time.
そしていずれも塗布性が良く、金型との密着性も秀れ、
適度な表面張力を持ち、作業性を向上せしめることがで
き、しかも金型の寿命を延すことができる鋳造上極めて
有用な耐久性塗型材である。Both have good coating properties and excellent adhesion to the mold.
It is a durable mold coating material that is extremely useful for casting, as it has appropriate surface tension, improves workability, and extends the life of the mold.
Claims (1)
比が1/3〜1.32/3の範囲にあるリン酸アルミニ
ウムに、方程式Al+Me/’P (Me :Zn、
Mg、Fe 、Cr )の分子のAl十Meの範囲が1
〈Al+Me≦1.5 の数値になるように溶解反応さ
せた複合リン酸アルミニウムの無機ポリマーを粘結剤と
して使用し、これに断熱効果を持たせる為、金属の酸化
物を配合し、更に、表面張力を増大させる為、金属の窒
化物を配合して成ることを特徴とする金型鋳造用耐久性
塗型材。 2、特許請求の範囲第1項記載の塗型材において断熱効
果を持たせる為、複合リン酸アル□ニウムに金属のリン
酸化合物を配合して戒る金型鋳造用耐久性塗型材。 3 特許請求の範囲第1項記載の塗型材において断熱効
果を持たせる為、複合リン酸アルミニウムに金属のケイ
酸化合物を配合して成る金型鋳造用耐久性塗型材。 4 特許請求の範囲第1.2.3項記載の塗型材に3い
て、表面張力を増大させる為、複合リン酸アルミニウム
に炭素化合物を配合して戒る金型鋳造用耐久性塗型材。 5 特許請求の範囲第1.2.3項のいずれか1項記載
の塗型材において、表面張力を増大させる為、複合リン
酸アル□ニウムに金属の二硫化物を配合して成る金型鋳
造用耐久性塗型材。 6 特許請求の範囲第1項記載の塗型材に釦いて金属の
酸化物がアル□す、酸化クロム、酸化チタン、酸化ジル
コニウムのいずれかである金型鋳造用耐久性塗型材。 7 特許請求の範囲第2項記載の塗型材にむいて金属の
リン酸化合物がリン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸チタン、
リン酸クロムのいずれかである金型鋳造用耐久性塗型材
。 8 特許請求の範囲第3項記載の塗型材において金属の
ケイ酸化合物がケイ酸ジルコニウム、滑石のいずれかで
ある金型鋳造用耐久性塗型材。 9 特許請求の範囲第4項記載の塗型材に釦いて炭素化
合物が黒鉛、炭化ケイ素である金型鋳造用耐久性塗型材
。 10特許請求の範囲第4項記載の塗型材において金属の
二硫化物が二硫化モリブデンである金型鋳造用耐久性塗
型材。 11 特許請求の範囲第1項記載の塗型材において金属
の窒化物が窒化ホウ素、窒化ケイ素である金型鋳造用耐
久性塗型材。[Claims] For aluminum phosphate in which the ratio of 1 atom to P atom, that is, the atomic ratio of Al/P is in the range of 1/3 to 1.32/3, the equation Al+Me/'P (Me: Zn,
Mg, Fe, Cr) molecules have a range of Al + Me of 1
An inorganic polymer of composite aluminum phosphate, which has been dissolved and reacted so that the value of <Al+Me≦1.5 is obtained, is used as a binder, and in order to give it a heat insulating effect, a metal oxide is blended, and further, A durable coating material for mold casting characterized by containing metal nitride in order to increase surface tension. 2. A durable coating material for mold casting according to claim 1, in which a metal phosphoric acid compound is blended with composite aluminum phosphate in order to provide a heat insulating effect. 3. A durable coating material for mold casting, which is made by blending a metal silicate compound with composite aluminum phosphate to provide a heat insulating effect in the coating material according to claim 1. 4. A durable mold casting material for mold casting, which is the same as the mold coating material described in Claim 1.2.3, in which a carbon compound is blended into composite aluminum phosphate in order to increase surface tension. 5. In the mold coating material according to any one of Claims 1.2.3, mold casting is made by blending metal disulfide with composite aluminum phosphate in order to increase surface tension. Durable coating material for use. 6. A durable coating material for mold casting, which is any one of chromium oxide, titanium oxide, and zirconium oxide, which is coated with a metal oxide as described in claim 1. 7 For the coating material described in claim 2, the metal phosphate compound may be zinc phosphate, iron phosphate, titanium phosphate,
A durable coating material for mold casting that is either chromium phosphate. 8. A durable mold casting material for mold casting according to claim 3, wherein the metal silicate compound is either zirconium silicate or talc. 9. A durable coating material for mold casting according to claim 4, wherein the carbon compound is graphite or silicon carbide. 10. A durable mold coating material for mold casting according to claim 4, wherein the metal disulfide is molybdenum disulfide. 11. A durable mold casting material for mold casting according to claim 1, wherein the metal nitride is boron nitride or silicon nitride.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54056280A JPS5831258B2 (en) | 1979-05-10 | 1979-05-10 | Durable coating material for mold casting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54056280A JPS5831258B2 (en) | 1979-05-10 | 1979-05-10 | Durable coating material for mold casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55149746A JPS55149746A (en) | 1980-11-21 |
| JPS5831258B2 true JPS5831258B2 (en) | 1983-07-05 |
Family
ID=13022673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54056280A Expired JPS5831258B2 (en) | 1979-05-10 | 1979-05-10 | Durable coating material for mold casting |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5831258B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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Family Cites Families (2)
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-
1979
- 1979-05-10 JP JP54056280A patent/JPS5831258B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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